Le esigenze dei veicoli maas, il time to market e i materiali per le auto del futuro

Consideriamo inevitabile questa tendenza delle megalopoli come principali driver, dato che entro il 2050 oltre 90 megalopoli ospiteranno due terzi della popolazione mondiale e la maggior parte del prodotto interno lordo mondiale.

Questa crescita demografica motiverà senza dubbio le megalopoli ad abbracciare nuovi approcci innovativi alla mobilità per affrontare i seguenti problemi già urgenti:

• Congestione del traffico
• Inquinamento atmosferico problematico
• Mancanza di parcheggio
• E tutti i pericoli legati al cambiamento climatico: livello oceanico in aumento, condizioni meteorologiche estreme, ecc.

Molte megalopoli hanno compiuto scelte all'avanguardia nell'intraprendere azioni positive per il clima, e gli osservatori si aspettano che questa tendenza acceleri man mano che il numero sempre crescente di auto compromette la vivibilità delle città.

Naturalmente, i trasporti pubblici – sia quelli tradizionali sia i nuovi esperimenti, come Hyperloop – saranno pienamente sfruttati. Tuttavia, i limiti intrinseci del trasporto pubblico sono ben noti:

• "First mile, last mile": non tutti vivono e lavorano a breve distanza a piedi o in bicicletta dai mezzi pubblici.
• L'estensione delle metropolitane e dei treni alle zone circostanti è estremamente costosa e richiede molto tempo.
• Gli autobus, di tutte le forme e dimensioni, comprese le linee express, saranno maggiormente utilizzati e integrati. Gli autobus, però, sono sottoposti a varie sfide: il numero di tratte possibili, la frequenza, il costo, la velocità di trasporto, ecc.

Il ride hailing e, in misura minore, il car sharing hanno già contribuito a colmare il divario "first mile/last mile". Molti esperti ritengono però che il MaaS autonomo possa essere la chiave di volta per un ecosistema di mobilità completamente integrato in rete, praticamente per tutti gli abitanti delle città.

Le sfide progettuali dei veicoli MaaS

I criteri comuni per i veicoli della Mobility as a Service possono essere delineati come segue:

• Accesso facile e veloce ai veicoli attraverso sistemi di ingresso innovativi, come le porte scorrevoli, anche sulle vetture piccole.
• Configurazioni di posti a sedere variabili, compresi i sedili che sono disposti frontalmente e disposizioni "ufficio mobile o infotainment mobile" per veicoli autonomi.
• Massimizzazione dell'utilizzo dello spazio interno per un maggior numero di ciclisti o di merci da consegnare, con l'incorporazione di design senza montanti e con portelloni posteriori, oltre alla riduzione delle dimensioni della parte anteriore.
• Allo stesso tempo, riducendo al minimo le dimensioni esterne/la lunghezza per una manovrabilità e un parcheggio più efficienti.
• Maggiore igiene all'interno dell'auto, utilizzando superfici difficili da sporcare e facilmente ripulibili.
• Con le trasmissioni EV silenziose, una maggiore attenzione al comfort di viaggio, compresi il rumore aereo, stradale e strutturale, vibrazioni e rigidità (NVH).
• Sfruttare l'integrazione delle funzioni come approccio comune per le sfide strutturali; ad esempio, l'alloggiamento della batteria dei veicoli elettrici come base della struttura dell'auto.
• L'attenzione dei futuri fornitori di mobilità si concentrerà soprattutto sulla riduzione del costo totale di proprietà (TCO), che comprende veicoli progettati per facilitare le riparazioni e semplificare la manutenzione.

Le sfide commerciali dei veicoli MaaS

Le nuove forme di MaaS e l'inevitabile MaaS autonomo hanno creato le seguenti sfide che cambiano la situazione per le case automobilistiche:

• Investimenti molto ingenti in ricerca e sviluppo, non solo su nuove trasmissioni per veicoli elettrici a batteria, veicoli elettrici a celle a combustibile e veicoli ibridi plug-in. Come ci mostrano i progetti di concept car, i veicoli MaaS autonomi possono avere profili molto diversi dai veicoli odierni, richiedendo una significativa attività di ricerca e sviluppo.
• Investimenti potenzialmente importanti in nuovi impianti di produzione di veicoli MaaS autonomi.
• E, dal punto di vista del business, derivanti dal fatto che numerosi nuovi e grandi investitori stanno ottenendo ritorni relativamente rapidi sui loro investimenti.

Tutti e tre i fattori di cui sopra rendono il time-to-market per i veicoli MaaS autonomi un obiettivo critico.

In risposta a queste pressioni, le case automobilistiche hanno creato le proprie iniziative MaaS e hanno stretto numerose alleanze con i futuri fornitori di mobilità.

Il nuovo ecosistema produce persino il probabile scenario di un numero piuttosto limitato di piattaforme fisiche specifiche, condivise tra più fornitori di mobilità futuri... e persino altre case automobilistiche. Il vantaggio di un minor numero di piattaforme di veicoli è, ovviamente, quello di realizzare più rapidamente livelli di produzione più elevati, il che consente di realizzare economie di scala che, a loro volta, consentono un più rapido ritorno sugli investimenti.

Il time to market, la familiarità esistente e l'economia aiuteranno a prendere decisioni sulla selezione dei materiali dei veicoli.

I materiali utilizzati in queste piattaforme condivise dovranno essere ottimizzati per la produzione in modo da poter competere sui mercati di massa.

I nuovi materiali alternativi per queste piattaforme sono in netto svantaggio in questa corsa: richiedono curve di apprendimento ripide da parte delle case automobilistiche, hanno una disponibilità/volume di materiale limitato e richiedono una nuova ingegneria per sviluppare nuovi processi per la produzione di componenti automobilistici.

Rispetto all'acciaio altoresistenziale avanzato (AHSS), i materiali come la plastica fibrorinforzata (CFRP), il magnesio e l'alluminio presentano anche un'emissione di carbonio molto maggiore durante la produzione del materiale. Poiché le trasmissioni — per mandato delle megalopoli — diventano elettriche e le loro fonti di elettricità/idrogeno si trasformano in energie rinnovabili, le emissioni dai tubi di scappamento diminuiranno e si presterà molta più attenzione alle emissioni durante la produzione di un veicolo: ovvero con le analisi del ciclo di vita totale (LCA). Il che include anche una facile riciclabilità.

Un esempio di queste inevitabilità è l'ID.3 Neo di Volkswagen. L'ID.3 è uno dei cinque nuovi modelli del Gruppo Volkswagen basati sulla piattaforma MEB: Modularer E-Antriebs-Baukasten o Modular Electric Drive Matrix. Secondo l'ingegnere capo dello sviluppo di VW per i veicoli elettrici, l'ID.3 Neo è "99% acciaio". VW offre le piattaforme MEB — una per i veicoli passeggeri e una per i carichi di merci — agli OEM automobilistici concorrenti.

Conclusioni per i progettisti di auto

Mentre le tendenze generali della mobilità futura sembrano farsi più chiare, i dettagli sono sempre difficili da prevedere. Ad esempio, qual è il calendario degli sviluppi qui elencati? Nessuno lo sa con certezza.

Il vecchio adagio del "segui il denaro" — cioè gli investitori e i loro investimenti — è però ancora valido. Gli investitori si rendono conto che le megalopoli e i futuri fornitori di mobilità dovranno stringere alleanze per affrontare rapidamente la congestione del traffico, l'inquinamento atmosferico, il cambiamento climatico e persino i problemi di parcheggio.

Inoltre, mentre aumenta la pressione per implementare rapidamente le soluzioni MaaS e le soluzioni MaaS autonome per i problemi di mobilità delle megalopoli, i progettisti automobilistici dipenderanno fortemente da nuovi e innovativi progetti che utilizzano materiali AHSS o AHSS/ibridi.

Perché l'acciaio AHSS? Perché oggi è possibile affrontare praticamente tutte le sfide strutturali imposte dalla prossima ondata di veicoli MaaS adottando soluzioni AHSS economiche e facilmente scalabili, che utilizzano processi di formatura familiari alle case automobilistiche odierne.